Transcript 纯水的预处理Pretreatment for ultra

纯水的预处理
Pretreatment for ultra-pure water
Question问题：
What is pre-treatment? 什么是预处理?
Why to do pretreatment?为什么要预处理
How to deal with?
怎么处理?
How to calculate?
如何计算？
What is pre-treatment?
什么是预处理?
• Definition定义：
预处理是为了保证下一阶段处理的水质要求。
Why to do pretreatment?
为什么要预处理
• For money
城市用水的标准
City raw water standard
Turbidity
NTU
< 3.0
Conductivity
µS/cm
< 300
pH
6.5 - 8.5
Bacteria
cfu/mL
< 100.0
TDS
ppm
< 1000
Iron
ppm
< 0.3
Hardness
ppm
< 450
manganese
ppm
< 0.1
sulfate
ppm
< 250
chlorid
ppm
< 150
copper
ppm
< 1.0
Other heavy metal
ppm
< 0.3
反渗透膜的进水条件
R.O standard
inlet
ITEM
R.O membrane(CPA)
General standard
Turbidity
<0.3
SDI
<3
PH
4~11
Temperature
5~35
CODMn
<1.5
TOC
No detail values
Residual chloride
<0.1
Iron
<0.05
Detergent(LAS)
NA
Nitto membrane
成分
说明
树脂：能附着在
悬浮物 树脂表面
膜：容易堵塞膜
树脂：能附着在
有机物 树脂表面
膜：容易堵塞膜
树脂：氧化分解
氧化物
膜：降解膜
影响
降低交换容量，引起压头
大量损失，恶化水质
堵塞膜，脱盐率下降
降低交换容量，寿命短，
树脂易结块，降解。
形成凝胶层、降解膜。
结构破裂，不可逆膨胀
>0.1ppm(CPA)
树脂：易被吸附 降低硬度置换和再生能力，
并产生氢氧化物沉淀。
铁、锰
膜：易沉淀堵塞 产生氢氧化物胶体。
成分
说明
对选择性通透膜的影响
在水流通道和空 对膜造成机械式的伤害，
悬浮物 隙中产生堵塞现 附着在表面增加膜面电阻
象。
导致出水恶化
有机物 附着在膜表面， 改变膜的极性，选择通透
并能在膜表面繁 下降，膜电阻增大，降解
及
膜
微生物 殖
降解膜
膜失去选择性通透的作用
氧化物
高价金属会使阳 阳膜失去选择性通透性。
铁、锰 膜中毒
结论
Conclusion
进下一步处理前必须要经过预处理
How to deal with?
怎么处理?
• 对水中的大颗粒的处理
水中的大颗粒物质主要包括：
碎的砂石
悬浮物和胶体
大的微生物
处理方法
Treatment method
一般纯水常用的过滤方法
• 介质填充过滤
• 滤芯过滤
• 滤袋过滤
悬浮物的处理
Suspended solid treatment
对于悬浮物的处理，我们可以直接过滤，
但是由于有的悬浮物颗粒和胶体很小，过
滤设备很难彻底过滤掉这些细小的物质，
所以为了在进下一阶段尽可能的提高水质，
有些时候前面投加混凝剂。在纯水行业一
般都是接触式混凝的方法（<70NTU)
混凝方法
coagulation
• 投加混凝剂
For example:
明矾（硫酸铝钾）
硫酸铝
PAC(碱式氯化铝)
PAS(聚合硫酸铝)
PAM(聚丙烯酰胺)
混凝的原理
Coagulation principle
1.基本理论（basis knowledge)
• 什么是胶体系统：>1nm的物质分散在分散介质中的
叫做胶体分散系统
• 形成胶体的原因：胶核， 胶体粒子，胶团。
• 胶体的结构：扩展双电层理论(Stern).
• 胶体稳定原因：带电、溶剂化作用和布朗运动。
(DLVO)
• 破坏胶体稳定：减少粒子势能壁垒，降低布朗运动，
脱去水化层。
2.混凝的方法：
Methods for coagulation
加入高价的反离子电解质,破坏能垒。(对于
主要针对无机混凝剂)
例如氢氧化铝.
加入无机高分子化合物,搭桥作用,电中和作
用,去水化层作用。(但不能加过量)
例如PAC\PAS(过量能形成水化层)
加入有机高分子化合物,搭桥作用,电中和作
用,去水化层作用(但不能加过量)
例如PAM(过量能形成水化层)
对于铁锰元素的处理
Treatment method to Fe & Mn
方法:
加入氧化剂使其水中的铁锰低价可溶离子
转变成高价不溶性离子，用锰砂进行催
化．(暴气，高锰酸钾，氯法等）
Remark:<5ppm for aeration treatment
用活性炭直接对铁锰离子进行吸附处理.
对于细菌的处理
Treatment for bacteria
• 紫外杀菌 Ultra-violet radiation
• 氯 Dissociated Chloride
• 二氧化氯 Chloride dioxide
• 双氧水 hydrogen peroxid
对于余氯的处理
Treatment method to residual
chloride
• 活性炭吸附．
活性炭对于余氯的吸附优先于有机物和铁
锰离子．平均去除率99%
• 添加亚硫酸钠等还原剂脱氯．
对于硬度的处理
Treatment for hardness
 硬度的定义：能是对表面活性剂（例如肥皂）起


a)
b)
c)
d)
e)
到抑制泡沫的作用的．
硬度计算方式：硬度已水中含有的总钙镁离子为
计算值，并换算成CaO或者CaCO3
硬度的单位：
国际单位(mg/l)
德国度
法国度
grain/US gallon
meq/L
硬度的分类
Hardness type
• 永久硬度（非碳酸盐硬度）
• 暂时硬度（碳酸盐硬度）
• 负硬度（碱度和硬度的差值）
硬度的处理方法
Treatment methods for hardness
•
I.
II.
III.
IV.
•


药剂软化法
石灰软化法
纯碱－石灰软化法
烧碱－石灰软化法
磷酸三钠－纯碱－石灰软化法等等
树脂交换法
Romhase 120CNA
Purelite C100
树脂交换法的原理
Principle of resin exchange
交换硬度的树脂是用Na型的阳离子交换树
脂，水中的Ca，Mg离子与树脂中的Na离子
进行交换，使Na脱离，而Ca,Mg离子被树脂
原有的结合Na的阴基团吸附，换而言之，
就是发生置换反应．
反应方程式：
2R-Na+Ca2+
2R-Ca+2Na+
How to calculate?
如何计算？
• 多介质过滤的计算
多介质过滤的填料：无烟煤．
过滤器：单流式和双流式
最佳流速：3-5usgpm/ft2 (7.34-12.24m3/h)
一般以4usgpm/ft2 (9.8m3/h)
计算损失压头以10psi为设计要求。
How to calculate?
如何计算？
• 活性炭过滤的计算
多介质过滤的填料：活性炭颗粒．
过滤器：单流式和双流式
最佳流速：3-5usgpm/ft2 (7.34-12.24m3/h)
一般运行流量以4usgpm/ft2 (9.8m3/h)
计算损失压头以10psi为设计要求。
How to calculate?
如何计算？
• 活性炭过滤的计算
多介质过滤的填料：活性炭颗粒．
过滤器：单流式和双流式
最佳流速：3-5usgpm/ft2 (7.34-12.24m3/h)
一般运行流量以4usgpm/ft2 (9.8m3/h)
计算损失压头以10psi为设计要求。
备注：
精确设计要通过Bohart & Adams 方程确定
How to calculate?
如何计算？
• 活性炭过滤的计算
多介质过滤的填料：活性炭颗粒．
过滤器：单流式和双流式
最佳流速：3-5usgpm/ft2 (7.34-12.24m3/h)
一般运行流量以4usgpm/ft2 (9.8m3/h)
计算损失压头以10psi为设计要求。
备注：
精确设计要通过Bohart & Adams 方程确定